C-读写文件和输出输出

Posted 2021-06-03 Pam

问题

一直对C操作文件（读写）很模糊，不是很清楚，现系统的梳理下，彻底弄明白

说明：

这下面的程序在VS中编写和调试

基本知识

-----打开文件-----

fopen()

可以使用fopen()函数创建新文件和打开一个已有文件

会调用初始化类型FILE类型的一个对象，类型FILE包含所有用来控制二进制流的必要信息

函数原型为：

FILE *fopen( const char * filename, const char * mode );

参数介绍：

filename：是字符串，用来命名文件

mode：访问模式，下表中介绍：

模式	描述
r	打开一个已有的文本文件，允许读取文件。
w	打开一个文本文件，允许写入文件。如果文件不存在，则会创建一个新文件。在这里，您的程序会从文件的开头写入内容【覆盖】。如果文件存在，则该会被截断为零长度，重新写入。
a	打开一个文本文件，以追加模式写入文件。如果文件不存在，则会创建一个新文件。在这里，您的程序会在已有的文件内容中追加内容。
r+	打开一个文本文件，允许读写文件。
w+	打开一个文本文件，允许读写文件。如果文件已存在，则文件会被截断为零长度，如果文件不存在，则会创建一个新文件。
a+	打开一个文本文件，允许读写文件。如果文件不存在，则会创建一个新文件。读取会从文件的开头开始，写入则只能是追加模式。

若是二进制文件，则用：

"rb", "wb", "ab", "rb+", "r+b", "wb+", "w+b", "ab+", "a+b"

补充：

只有用 r+ 模式打开文件才能插入内容，w 或 w+ 模式都会清空掉原来文件的内容再来写，a 或 a+ 模式即总会在文件最尾添加内容，哪怕用 fseek() 移动了文件指针位置。

-----关闭文件-----

fclose()

用fclose()函数，清空缓冲区的数据，关闭文件，释放文件中所有的内存

函数原型如下：

 int fclose( FILE *fp );

补充：

若关闭成功，则返回0；若关闭失败，返回EOF，EOF是一个定义在头文件stdio.h中的常量

-----写入文件-----

写入文件有很多方式，下面一一介绍：

fputc()

函数原型为：

int fputc( int c, FILE *fp );

介绍：

该函数是把参数int c的字符值写入fp指向的输入流中，若写入成功，则会返回写入字符；若写入失败，返回EOF

fputc()只能一次写入一个字符，与fputc()对应的是fgetc()，会在后面介绍

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include <stdio.h>

int main()
{
    FILE* str = fopen("demo.txt", "w+");
    if (str == EOF)
    {
        printf("打开失败！");
    }
    printf("%c\\n", fputc(65, str));
    if (fclose(str) == EOF)
    {
        printf("写入失败！");
    }

    system("pause");
    return 0;
}

fputs()

函数原型：

int fputs( const char *s, FILE *fp );

介绍：

该函数是把字符串s写入到fp指向的输出流中，若写入成功，返回一个非负值；若写入失败，返回EOF

fputs()一次能写入一个字符串，与fputs()对应的是fgets()，会在后面介绍

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include <stdio.h>

int main()
{
    FILE* str = fopen("demo.txt", "a+");//"a+"追加数据在文件中
    if (str == EOF)
    {
        printf("打开失败！");
    }
    printf("%d\\n", fputs("Helloworld", str));//写入成功后会返回一个非负值
    if (fclose(str) == EOF)
    {
        printf("写入失败！");
    }

    system("pause");
    return 0;
}

fprintf()

函数原型：

int fprintf(FILE *stream, const char *format, ...)

介绍：

stream：指向FILE的指针

format：指C字符串，包含了要被写入到流stream中的文本，可嵌入标签，标签可以被后面的参数中指定的值替换，并按需求格式化。

若写入成功，则返回字符总数；否则返回一个负数。与fprintf()对应的是fscanf()，会在后面介绍

标签格式以及具体说明如下：

%[flags][width][.precision][length]specifier

 

specifier（说明符）	输出
c	字符
d 或 i	有符号十进制整数
e	使用 e 字符的科学科学记数法（尾数和指数）
E	使用 E 字符的科学科学记数法（尾数和指数）
f	十进制浮点数
g	自动选择 %e 或 %f 中合适的表示法
G	自动选择 %E 或 %f 中合适的表示法
o	有符号八进制
s	字符的字符串
u	无符号十进制整数
x	无符号十六进制整数
X	无符号十六进制整数（大写字母）
p	指针地址
n	无输出
%	字符

 

flags（标识）	描述
-	在给定的字段宽度内左对齐，默认是右对齐（参见 width 子说明符）。
+	强制在结果之前显示加号或减号（+ 或 -），即正数前面会显示 + 号。默认情况下，只有负数前面会显示一个 - 号。
(space)	如果没有写入任何符号，则在该值前面插入一个空格。
#	与 o、x 或 X 说明符一起使用时，非零值前面会分别显示 0、0x 或 0X。 与 e、E 和 f 一起使用时，会强制输出包含一个小数点，即使后边没有数字时也会显示小数点。默认情况下，如果后边没有数字时候，不会显示显示小数点。 与 g 或 G 一起使用时，结果与使用 e 或 E 时相同，但是尾部的零不会被移除。
0	在指定填充 padding 的数字左边放置零（0），而不是空格（参见 width 子说明符）

 

width（宽度）	描述
(number)	要输出的字符的最小数目。如果输出的值短于该数，结果会用空格填充。如果输出的值长于该数，结果不会被截断。
*	宽度在 format 字符串中未指定，但是会作为附加整数值参数放置于要被格式化的参数之前。

 

.precision（精度）	描述
.number	对于整数说明符（d、i、o、u、x、X）：precision 指定了要写入的数字的最小位数。如果写入的值短于该数，结果会用前导零来填充。如果写入的值长于该数，结果不会被截断。精度为 0 意味着不写入任何字符。 对于 e、E 和 f 说明符：要在小数点后输出的小数位数。 对于 g 和 G 说明符：要输出的最大有效位数。 对于 s: 要输出的最大字符数。默认情况下，所有字符都会被输出，直到遇到末尾的空字符。 对于 c 类型：没有任何影响。 当未指定任何精度时，默认为 1。如果指定时不带有一个显式值，则假定为 0。
.*	精度在 format 字符串中未指定，但是会作为附加整数值参数放置于要被格式化的参数之前。

 

length（长度）	描述
h	参数被解释为短整型或无符号短整型（仅适用于整数说明符：i、d、o、u、x 和 X）。
l	参数被解释为长整型或无符号长整型，适用于整数说明符（i、d、o、u、x 和 X）及说明符 c（表示一个宽字符）和 s（表示宽字符字符串）。
L	参数被解释为长双精度型（仅适用于浮点数说明符：e、E、f、g 和 G）。

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include <stdio.h>

int main()
{
    FILE* str = fopen("demo.txt", "a+");//"a+"追加数据在文件中
    if (str == EOF)
    {
        printf("打开失败！");
    }
    //追加数据时换行；
    fputs("\\n", str);
    printf("%d\\n", fprintf(str,"He%s wor%s !","llo","ld"));//写入成功后会返回一个非负值
    if (fclose(str) == EOF)
    {
        printf("写入失败！");
    }

    system("pause");
    return 0;
}

说明：

若想要在追加文件时，换行：

//追加数据时换行；
fputs("\\n", str);　

putc()

函数声明：

int putc(int char, FILE *stream)

介绍：

将参数char指向的字符（无符号字符）写入到指定的stream中，并把位置标识符向前移。每次写入单个字符，和fputc()功能大致一样，与之相对的是getc()，会在下面介绍

• char -- 这是要被写入的字符。该字符以其对应的 int 值进行传递。
• stream -- 这是指向 FILE 对象的指针，该 FILE 对象标识了要被写入字符的流。

返回值：若成功则返回写入的字符，若失败，返回EOF

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include <stdio.h>
#include <string.h>

int main()
{
    FILE* fp;
    int ch;

    fp = fopen("file.txt", "w");
    for (ch = 33; ch <= 100; ch++)
    {
        printf("%c",putc(ch, fp));
    }
    fclose(fp);

    return(0);
}

fwrite()

函数声明：

size_t fwrite(const void *ptr, size_t size, size_t nmemb, FILE *stream)

介绍：

把ptr所指向数组中的数据写入到stream中，与fwrite()对应的是fread()，在下面会详细介绍

size_t：定义为 long long unsigned int，函数sizeof()返回类型就是这个

ptr：指向要被写入的元素数组的指针

size：要被写入的每个元素的大小，以字节为单位

nmemb：元素的个数，每个元素的大小为size字节

stream：指向FILE的指针

返回值：若成功，返回一个size_t对象，表示元素的总数，若该数字与nmemb参数不同，会报错

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include <stdio.h>

int main()
{
    FILE* fp;
    char str[] = "This is runoob.com";

    fp = fopen("file.txt", "w");
    printf("%ld",fwrite(str, sizeof(str), 1, fp));//若成功，返回1，即元素的个数

    fclose(fp);
    return(0);
}

-----读取文件-----

fgetc()

函数原型为：

int fgetc(FILE *stream)

介绍：

从指定的流stream中获取下一个字符，并将位置标识符向前移动？

返回值：以无符号chat强制转换int返回值，返回字符；若失败，则返回EOF

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include <stdio.h>

int main()
{
    FILE* fp;
    int c;
    int n = 0;

    fp = fopen("demo.txt", "r");
    if (fp == NULL)
    {
        perror("打开文件时发生错误");
        return(-1);
    }
    do
    {
        c = fgetc(fp);//读出一个字符后，位置指针自动后移
        if (feof(fp))
        {
            break;
        }
        printf("%c", c);
    } while (1);

    fclose(fp);
    system("pause");
    return(0);
}

fgets()

函数原型：

char *fgets(char *str, int n, FILE *stream)

介绍：

该函数从指定流stream中读取一行，并存在str所指向的字符串内，当读取（n-1）个字符时，或者读到换行符时，或达到文件末尾时，会停止

str：指向一个字符数组的指针，该数组中存储了要读取的字符串

n：这是要读取的最大字符数（包括最后的空字符），通常指以str传递的数组的长度

stream：指向FILE的指针

返回值：若返回成功，返回相同的str参数，若到达文件尾或者没有读取到任何字符，str内容不变，返回空指针；若返回出错，返回空指针

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include <stdio.h>

int main()
{
    FILE* fp;
    char str[60];

    /* 打开用于读取的文件 */
    fp = fopen("demo.txt", "r");
    if (fp == NULL) {
        perror("打开文件时发生错误");
        return(-1);
    }
    if (fgets(str, 60, fp) != NULL) {
        /* 向标准输出 stdout 写入内容 */
        puts(str);//此时对这个函数还不是很熟悉后面会详细介绍
    }
    fclose(fp);
    system("pause");
    return(0);
}

这里用到了puts()函数，此时还不太了解，本来是想梳理一下文件管理，看来最基本的输入输出也得系统的学习一下，该函数后面会详细介绍

fscanf()

函数原型：

int fscanf(FILE *stream, const char *format, ...)

介绍：

从流stream中读取，并格式化输入到format指定的变量中，读取时遇到空格自动结束

参数大致和fprintf()一致，标签可以被后面的参数中指定的值替换，并按需求格式化

返回值：若成功，则返回成功匹配和赋值的个数；若到达文件末尾或发生读错误，则返回 EOF

format说明符和具体介绍如下：

[=%[*][width][modifiers]type=]

参数	描述
*	这是一个可选的星号，表示数据是从流 stream 中读取的，但是可以被忽视，即它不存储在对应的参数中。
width	这指定了在当前读取操作中读取的最大字符数。
modifiers	为对应的附加参数所指向的数据指定一个不同于整型（针对 d、i 和 n）、无符号整型（针对 o、u 和 x）或浮点型（针对 e、f 和 g）的大小： h ：短整型（针对 d、i 和 n），或无符号短整型（针对 o、u 和 x） l ：长整型（针对 d、i 和 n），或无符号长整型（针对 o、u 和 x），或双精度型（针对 e、f 和 g） L ：长双精度型（针对 e、f 和 g）
type	一个字符，指定了要被读取的数据类型以及数据读取方式。具体参见下一个表格。

 

类型	合格的输入	参数的类型
c	单个字符：读取下一个字符。如果指定了一个不为 1 的宽度 width，函数会读取 width 个字符，并通过参数传递，把它们存储在数组中连续位置。在末尾不会追加空字符。	char *
d	十进制整数：数字前面的 + 或 - 号是可选的。	int *
e,E,f,g,G	浮点数：包含了一个小数点、一个可选的前置符号 + 或 -、一个可选的后置字符 e 或 E，以及一个十进制数字。两个有效的实例 -732.103 和 7.12e4	float *
o	八进制整数。	int *
s	字符串。这将读取连续字符，直到遇到一个空格字符（空格字符可以是空白、换行和制表符）。	char *
u	无符号的十进制整数。	unsigned int *
x,X	十六进制整数。

 

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include <stdio.h>

int main()
{
    char str1[10], str2[10], str3[10];
    int year;
    FILE* fp;

    fp = fopen("file.txt", "w+");
    fputs("We are in 2014", fp);

    rewind(fp);
    fscanf(fp, "%s %s %s %d", str1, str2, str3, &year);

    printf("Read String1 |%s|\\n", str1);
    printf("Read String2 |%s|\\n", str2);
    printf("Read String3 |%s|\\n", str3);
    printf("Read Integer |%d|\\n", year);

    fclose(fp);
    system("pause");
    return(0);
}

这里用到了rewind()函数，下面来学习一下

getc()

函数声明：

int getc(FILE *stream)

介绍：

从指定的流 stream 获取下一个字符（一个无符号字符），并把位置标识符往前移动，和fgetc类似

返回值：若返回成功，则返回读取到的字符；若到达文件末尾或发生读错误，则返回 EOF。

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include <stdio.h>
#include <string.h>

int main()
{
    char c;

    printf("请输入字符：");
    c = getc(stdin);
    printf("输入的字符：");
    putc(c, stdout);

    return(0);
}

这里用到了stdin和stdout，需要说明一下：

标准文件

stdin和stdout其实都是一个fp，指向一个流，stdin指的是一个输入流，stdout指的就是一个输出流

更多介绍：

C 语言把所有的设备都当作文件。所以设备（比如显示器）被处理的方式与文件相同。以下三个文件会在程序执行时自动打开，以便访问键盘和屏幕。

标准文件	文件指针	设备
标准输入	stdin	键盘
标准输出	stdout	屏幕
标准错误	stderr	您的屏幕

 

fread()

函数声明：

size_t fread(void *ptr, size_t size, size_t nmemb, FILE *stream)

介绍：

将给定stream读取到ptr所指向的数组中

参数和fwrite()中的参数中类似，不再赘述

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include <stdio.h>

int main()
{
    FILE* fp;
    char c[] = "This is runoob";
    char buffer[20];

    /* 打开文件用于读写 */
    fp = fopen("file.txt", "w+");

    /* 写入数据到文件 */
    fwrite(c, strlen(c) + 1, 1, fp);

    /* 查找文件的开头 */
    fseek(fp, 0, SEEK_SET);

    /* 读取并显示数据 */
    fread(buffer, strlen(c) + 1, 1, fp);
    printf("%s\\n", buffer);
    fclose(fp);

    return(0);
}

-----其他文件函数-----

rewind()

函数原型：

void rewind(FILE *stream)

介绍：

该函数将文件内部的位置指针重新指向一个流的开头，可以理解成，重新将位置指针重新移动到开始

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include <stdio.h>

int main()
{
    char str[] = "This is runoob.com";
    FILE* fp;
    int ch;

    /* 首先让我们在文件中写入一些内容 */
    fp = fopen("file.txt", "w");
    fwrite(str, 1, sizeof(str), fp);
    fclose(fp);

    fp = fopen("file.txt", "r");
    while (1)
    {
        ch = fgetc(fp);
        if (feof(fp))
        {
            break;
        }
        printf("%c", ch);
    }
    rewind(fp); //重新将位置指针移动至开始
    printf("\\n");
    while (1)
    {
        ch = fgetc(fp);
        if (feof(fp))
        {
            break;
        }
        printf("%c", ch);

    }
    fclose(fp);
    system("pause");
    return(0);
}

这里用到了feof()函数，我们在下面详细介绍：

feof()

函数声明：

int feof(FILE *stream)

介绍：

该函数是测试给定stream的文件结束标识符，

返回值：若位置指针指到了文件结束标识符时，即该流读完时，返回一个非零值；否则返回0

例子就是上面的例子

fseek()

函数声明：

int fseek(FILE *stream, long int offset, int whence)

介绍：

设置stream的文件位置为给定的偏移offset，offset指从给定的whence位置开始查找的字节数

stream：指向FILE的指针

offset：相对whence的偏移量，以字节为单位；负号前移，正号后移。

whence：表示开始添加偏移offset的位置，一般指下面常量之一：

常量	描述
SEEK_SET	文件的开头
SEEK_CUR	文件指针的当前位置
SEEK_END	文件的末尾

SEEK_END 为文件结尾时，偏移量应该为负值，指从文件末尾向前偏移这个结构体那么多的长度给文件指针fp

返回值：若成功，则返回0；否则返回非零值

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include <stdio.h>

int main()
{
    FILE* fp;
    int c;
    fp = fopen("file.txt", "w+");
    fputs("This is runoob.com", fp);

    fseek(fp, 8, SEEK_SET);
    fputs(" C Programming Langauge", fp);
    fclose(fp);

    fp = fopen("file.txt", "r");
    while (1)
    {
        c = fgetc(fp);
        if (feof(fp))
        {
            break;
        }
        printf("%c", c);
    }
    fclose(fp);
    return(0);
}

这里我们写入文件后，重新指定位置指针，在第8个位置，然后从这里开始写入

ftell()

函数声明：

long int ftell(FILE *stream)

介绍：

该函数能返回给定流stream的当前文件位置

返回值：返回位置标识符的当前值 【字节表示】；若出错，返回-1L

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include <stdio.h>

int main()
{
    FILE* fp;
    int len;

    fp = fopen("file.txt", "r");
    if (fp == NULL)
    {
        perror("打开文件错误");
        return(-1);
    }
    fseek(fp, 0, SEEK_END);

    len = ftell(fp); //返回文件位置的结尾
    fclose(fp);

    printf("file.txt 的总大小 = %d 字节\\n", len);
    return(0);
}

截止到这里，关于文件的读写，已经有一个大致的了解，下面再梳理一下输入输出：

输入输出

-----输入-----

puts()

函数声明：

int puts(const char *str)

介绍：

该函数将一个字符串写入标准输出中，直到空字符，但不包括空字符。换行符会被追加到输出中

str -- 这是要被写入的 C 字符串

返回值：若成功，返回一个非负值【字符串长度（包括末尾\\0）】；若出错，则返回EOF

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include <stdio.h>
#include <string.h>

int main()
{
    char str1[15];
    char str2[15];

    strcpy(str1, "RUNOOB1");
    strcpy(str2, "RUNOOB2");

    puts(str1);
    puts(str2);

    return(0);
}

这里用到了strcpy()函数，下面介绍一下

---strcpy()---

函数声明：

char *strcpy(char *dest, const char *src)

介绍：

该函数把src指向的字符串复制到dest中，用到了<string.h>库

dest：指存储数据的目标数组

src：要复制的字符串

返回值：返回一个指向最终目标字符串dest的指针

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include <stdio.h>

int main()
{
    char src[40];
    char dest[100];

    memset(dest, \'\\0\', sizeof(dest));//将\'\\0\'作为结尾符，添加到最后面
    strcpy(src, "This is runoob.com");
    strcpy(dest, src);

    printf("最终的目标字符串： %s\\n", dest);

    return(0);
}

这里又用到了memset()函数，下面来看一下该函数：

----memset()----

函数声明：

void *memset(void *str, int c, size_t n)

介绍：

该函数复制字符c（一个无符号字符）到参数str所指向的字符串的前n个字符

• str -- 指向要填充的内存块。
• c -- 要被设置的值。该值以 int 形式传递，但是函数在填充内存块时是使用该值的无符号字符形式。
• n -- 要被设置为该值的字符数。

返回值：返回一个指向存储区str的指针

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include <stdio.h>


int main()
{
    char str[50];

    strcpy(str, "This is string.h library function");
    puts(str);

    memset(str, \'$\', 7);
    puts(str);

    return(0);
}

getchar()

函数声明：

int getchar(void)

介绍：

从标准输入 stdin 获取一个字符（一个无符号字符），这等同于 getc 带有 stdin 作为参数

从屏幕读取下一个可用的字符，并把它返回为一个整数。这个函数在同一个时间内只会读取一个单一的字符。您可以在循环内使用这个方法，以便从屏幕上读取多个字符。

返回值：若成功，返回对应的字符；若到达文件末尾或发生读错误，则返回 EOF

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include <stdio.h>
#include <string.h>

int main()
{
    char c;

    printf("请输入字符：");
    c = getchar();

    printf("输入的字符：");
    putchar(c);

    return(0);
}

-----输出-----

gets()

函数声明：

char *gets(char *str)

介绍：

从标准输入 stdin 读取一行，并把它存储在 str 所指向的字符串中。当读取到换行符或者到达文件末尾时，它会停止，具体视情况而定

返回值：若成功，该函数返回 str。如果发生错误或者到达文件末尾时还未读取任何字符，则返回 NULL。

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include <stdio.h>
#include <string.h>

int main()
{
    char str[50];

    printf("请输入一个字符串：");
    gets(str);

    printf("您输入的字符串是：%s", str);

    return(0);
}

putchar()

函数声明：

int putchar(int char)

介绍：

把参数 char 指定的一个字符（一个无符号字符）写入到标准输出 stdout 中，该字符以其对应的 int 值进行传递

把字符输出到屏幕上，并返回相同的字符。这个函数在同一个时间内只会输出一个单一的字符。您可以在循环内使用这个方法，以便在屏幕上输出多个字符。

返回值：若成功，则返回写入的字符；若发生错误则返回 EOF

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include <stdio.h>
#include <string.h>

int main()
{
    char ch;

    for (ch = \'A\'; ch <= \'Z\'; ch++) {
        putchar(ch);
    }

    return(0);
}

参考

1、C语言

2、C 库函数 - fprintf()

3、C 库函数 - fgetc()

4、C 库函数 - fgets()

5、C 文件读写

6、C 输入 & 输出